JP3757695B2 - スクリュー圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、冷媒等のガスを圧縮するスクリュー圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のスクリュー圧縮機としては、図２に示すようなものがある。このスクリュー圧縮機は、ケーシング１内に圧縮部２を配置すると共に、図示しないモータを収容するモータ室３を形成している。上記圧縮部２において、転がり軸受６，７，８に支持された主軸５にスクリューロータ１１を固定し、このスクリューロータ１１をシリンダ１２に回転自在に嵌合している。上記シリンダ１２には、アンロードまたは容量制御のためのバイパス経路１５を開閉するスライドバルブ１６を設け、このスライドバルブ１６を操作ピストン１７で連結アーム１８、連結棒１９を介して駆動するようにしている。
【０００３】
一方、上記モータ室３においては、図示しないが、主軸５にモータのロータを固定し、モータのステータをケーシング１に固定している。
【０００４】
そして、アンロード運転時に、スライドバルブ１６を開放するように動作させて、矢印Ｕに示すように、圧縮部２においてショートサーキットさせて、冷媒をバイパス経路１５からスクリューロータ１１の吸い込み側に戻すようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、アンロード運転時に、圧縮部２において冷媒を矢印Ｕに示すように循環させた場合、冷媒がガス冷媒であるならば問題がないが、液戻り時には、液冷媒がシリンダ１２内に繰り返して吸入されて、液圧縮を繰り返すことになって、スクリューロータ６の羽根等を破損するという問題があった。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、液圧縮を防止して、スクリューロータの羽根等の破損を防止できて耐液戻り性の高いスクリュー圧縮機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明のスクリュー圧縮機は、
ケーシング（２１）内に、モータ（２３）と、シリンダ（３１）内にスクリューロータ（２６）を回転自在に嵌合してなる圧縮部（２２）とを配置し、上記シリンダ室（３１）内と上記モータ（２３）を収容するモータ室（２４）とを連結するバイパス経路（３５）を備え、上記圧縮部（２２）をアンロードさせる上記バイパス経路（３５）を開閉するスライドバルブ（３６）を備えたスクリュー圧縮機において、
上記モータ室（２４）内に形成されると共に、上記モータ（２３）のステータ（２８）およびロータ（２７）の端面の横を通って上記シリンダ（３１）の吸入口に至る冷媒吸入通路（４５）を備え、
上記シリンダ（３１）の吸入口は、上記モータ（２３）のステータ（２８）のコイル（２８ａ）の端面よりも、上記モータ（２３）側に有り、
上記バイパス経路（３５）を、上記モータ（２３）のステータ（２８）に対向する上記冷媒吸入通路（４５）の箇所である合流点で、上記冷媒吸入通路（４５）に合流させて、上記バイパス経路（３５）から上記合流点で合流した液冷媒にモータ（２３）から熱を与えるようにし、
上記合流点と上記シリンダ（３１）との間の上記冷媒吸入通路（４５）の部分である、上記合流点よりも下流側の上記冷媒吸入通路（４５）の部分であって、上記シリンダ（３１）の吸入口に対向する箇所に、上記モータ（２３）のロータ（２７）の冷却フィン（４６）を突出したことを特徴としている。
【０００８】
上記構成によれば、圧縮部をアンロードさせるバイパス経路がモータ室に連なっているから、液冷媒がシリンダ内に吸入されても、アンロード運転することによって、液冷媒はモータ室に戻され、モータのステータ、ロータから熱を受けて、気化する。したがって、液圧縮を防止できて、スクリューロータの羽根等の破損を防止できる。
【０００９】
また、上記バイパス経路から冷媒吸入通路に戻された液冷媒は、ロータの冷却フィンによって粉砕されて微粒化してガス状態にされて、シリンダに吸入される。したがって、液圧縮を防止でき、スクリューロータの羽根等の破損を防止できる。しかも、上記冷媒吸入通路にはバイパス経路が合流しているから、アンロード運転時にシリンダから戻された液冷媒は、繰り返して冷却フィンで粉砕して微粒化して、ガス状態にできる。したがって、アンロード運転時に、圧縮部からモータ室に液冷媒を繰り返し戻してモータからの熱で液冷媒を気化することと、繰り返し戻された液冷媒をロータの冷却フィンで繰り返し粉砕、微粒化することとが相俟って、確実に液圧縮を防止できる。したがって、スクリュー圧縮機の破損を確実に防止できる。
【００１０】
請求項２の発明のスクリュー圧縮機は、請求項１に記載のスクリュー圧縮機において、上記バイパス経路は、上記モータ室内の冷媒吸入通路に、上記モータのステータのコイルに対向するようにして合流していることを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、バイパス経路を通って冷媒吸入通路に戻される液冷媒は、モータのステータのコイルに接触して、その液冷媒はコイルから効果的に熱を受けて気化する。したがって、液圧縮を効果的に防止できて、スクリューロータの羽根等の破損を確実に防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１３】
図１に示すように、このスクリュー圧縮機は、ケーシング２１内に、圧縮部２２を配置すると共に、モータ２３を収容するモータ室２４を形成している。上記圧縮部２２においては、ケーシング２１に形成したシリンダ３１内に、主軸２５の一端部と一体に形成したスクリューロータ２６を回転自在に嵌合している。上記主軸２５の他端部にはモータ２３のロータ２７を固定している。上記モータ２３のステ−タ２８はケーシング２１に固定している。
【００１４】
上記スクリューロータ２６の外端側において主軸２５を転がり軸受３１，３２で支持すると共に、上記モータ２３のロータ２７の外端側において主軸２５を、図示しない転がり軸受で支持して、上記ロータ２７およびスクリューロータ２６に関して、主軸２５を両側の転がり軸受３１，３２（片側は図示していない。）で両持ち支持している。このように、両持ち支持された主軸２５は、片持ち支持とは違って、転がり軸受３１，３２等の製作誤差、ミスアライメントによるずれ、偏心が増幅されることがないから、モータ２３のステータ２８とロータ２７との間のエアギャップが不均一になることがなくて、うなり音や異音の発生を防止できる。
【００１５】
一方、上記シリンダ３１には、軸方向に進退自在にスライドバルブ３６，３６を設けて、シリンダ３１内とモータ室２４との間を連結するバイパス経路３５，３５を開閉できるようにしている。上記バイパス経路３５，３５は、モータ室２４内の冷媒吸入通路４５に、モータ２３のステータ２８のコイル２８ａ，２８ａに対向するようにして合流している。上記バイパス経路３５，３５が合流するステータ２８のコイル２８ａ，２８ａの存するところよりも下流側の冷媒吸入通路４５に、モータ２３のロータ２７の冷却フィン４６，４６・・・を突出している。
【００１６】
また、上記スライドバルブ３６，３６は、操作ピストン３７によって、連結枠３８、連結棒４１，４１を介して駆動するようにしている。４２はコイルスプリングである。
【００１７】
なお、図１は、スライドバルブ３６，３６に設けた図示しない開口によってバイパス経路３５，３５が開放して、アンロード運転をしている状態を示している。
【００１８】
上記構成のスクリュー圧縮機において、冷媒は、矢印Ｓに示すように、冷媒吸入通路４５を通して圧縮部２２のシリンダ３１内に吸入される。過渡時に、上記冷媒吸入通路４５に液戻りがあっても、液冷媒は、モータ２３のロータ２７の冷却フィン４６，４６・・・によって粉砕されて微粒化され、ガス状態にされる。したがって、シリンダ３１内においてスクリューロータ２６は液圧縮をすることがなくて、スクリューロータ２６の羽根等の破損が防止される。
【００１９】
また、このスクリュー圧縮機は、液冷媒の戻り量が多いときには、スライドバルブ３６，３６を操作ピストン３７によって連結枠３８、連結棒４１，４１を介して図１に示す状態にして、バイパス経路３５，３５を開放して、アンロード運転を行う。そうすると、液冷媒は、矢印Ｒに示すように、シリンダ３１内からバイパス経路３５，３５を通って、モータ室２４内のステータ２８のコイル２８ａ，２８ａの存する箇所の冷媒吸入通路４５に戻されて、コイル２８ａ，２８ａに接触する。すると、液冷媒はコイル２８ａ，２８ａから熱を受けて、効果的に気化が促進される。
【００２０】
このように、液冷媒は、ステータ２８のコイル２８ａ，２８ａの存する箇所にバイパス経路３５，３５から戻されるので、コイル２８ａ，２８ａによって効果的に加熱できる。なお、この液冷媒はロータ２７からも熱を受ける。
【００２１】
さらに、このようにバイパス経路３５，３５からモータ室２４の冷媒吸入通路４５に戻された液冷媒は、主軸２５の近傍の冷媒吸入通路４５の狭隘な部分において、ロータ２７の冷却フィン４６，４６・・・によって粉砕されて微粒化され、ガス状態にされてシリンダ３１に吸入される。なお、この冷却フィン４６，４６・・・は、通常運転時には、ガスの中で回転しているから、圧損、動力損失は少ない。
【００２２】
アンロード運転時には、この動作を繰り返す。つまり、液冷媒を、シリンダ３１、バイパス経路３５，３５および冷媒吸入通路４５に循環させて、モータ２３のコイル２８ａ，２８ａ等による液冷媒の加熱による気化と、液冷媒の冷却フィン４６，４６・・・による粉砕、微粒化とを繰り返して、冷媒をガス状態にする。したがって、液圧縮を完全に防止できて、スクリューロータ２６の羽根等の破損を防止できて、スクリュー圧縮機の耐液戻り性を飛躍的に改善できる。なお、液冷媒をガス冷媒にした後は、スライドバルブ３６，３６を閉じて負荷運転を行う。
【００２３】
このように、この実施の形態では、アンロード運転時に、圧縮部２２のシリンダ３１からモータ室２４のステータ２８のコイル２８ａ，２８ａの箇所に液冷媒を繰り返し戻して、モータ２３のコイル２８ａ，２８ａ等からの熱で液冷媒を気化することと、繰り返し戻された液冷媒をロータ２７の冷却フィン４６，４６・・・で繰り返し粉砕、微粒化することとが相俟って、確実に液圧縮を防止できる。したがって、スクリュー圧縮機の破損を確実に防止できる。
【００２４】
【００２５】
【００２６】
上記実施の形態では、スクリューロータ２６は主軸２５と一体に形成しているが、スクリューロータと主軸は別体であってもよい。
【００２７】
この発明は、シングルスクリューロータ型スクリュー圧縮機、ツィンスクリューロータ型スクリュー圧縮機のいずれにも適用できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明によれば、圧縮部をアンロードさせるバイパス経路を、モータの存するモータ室に接続しているので、液冷媒がシリンダ内に吸入されても、アンロード運転することによって、液冷媒を、モータ室に戻して、モータのステータ、ロータからの熱で気化させて、液圧縮を防止できて、スクリューロータの羽根等の破損を防止できる。
【００２９】
また、請求項１の発明によれば、上記バイパス経路が合流した冷媒吸入通路の合流点よりも下流側の上記冷媒吸入通路にモータのロータの冷却フィンを突出しているので、バイパス経路から冷媒吸入通路に戻された液冷媒を、ロータの冷却フィンによって粉砕して微粒化して、ガス状態にでき、したがって、液圧縮を防止でき、スクリューロータの羽根等の破損を防止できる。しかも、上記冷媒吸入通路にはバイパス経路が合流しているから、アンロード時にシリンダから戻された液冷媒は、繰り返して冷却フィンで粉砕して微粒化して、ガス状態にできる。したがって、アンロード運転時に圧縮部からモータ室に液冷媒を繰り返し戻してモータからの熱で液冷媒を気化することと、繰り返し戻された液冷媒をロータの冷却フィンで繰り返し粉砕、微粒化することとが相俟って、確実に液圧縮を防止できる。したがって、スクリュー圧縮機の破損をより確実に防止できる。
【００３０】
請求項２の発明によれば、バイパス経路を、モータ室内の冷媒吸入通路に、モータのステータのコイルに対向するようにして合流しているので、バイパス経路を通って冷媒吸入通路に戻された液冷媒を、モータのステータのコイルからの熱で効果的に加熱して気化させ、液圧縮を防止できて、スクリューロータの羽根等の破損を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態のスクリュー圧縮機の要部の縦断面図である。
【図２】 従来のスクリュー圧縮機の要部の縦断面図である。
【符号の説明】
２１ ケーシング
２２ 圧縮部
２３ モータ
２４ モータ室
２５ 主軸
２６ スクリューロータ
２７ ロータ
２８ ステータ
２８ａ コイル
３１ シリンダ
３５ バイパス経路
３６ ゲートバルブ
４５ 冷媒吸入通路
４６ 冷却フィン

Claims (2)

1. ケーシング（２１）内に、モータ（２３）と、シリンダ（３１）内にスクリューロータ（２６）を回転自在に嵌合してなる圧縮部（２２）とを配置し、上記シリンダ室（３１）内と上記モータ（２３）を収容するモータ室（２４）とを連結するバイパス経路（３５）を備え、上記圧縮部（２２）をアンロードさせる上記バイパス経路（３５）を開閉するスライドバルブ（３６）を備えたスクリュー圧縮機において、
   上記モータ室（２４）内に形成されると共に、上記モータ（２３）のステータ（２８）およびロータ（２７）の端面の横を通って上記シリンダ（３１）の吸入口に至る冷媒吸入通路（４５）を備え、
   上記シリンダ（３１）の吸入口は、上記モータ（２３）のステータ（２８）のコイル（２８ａ）の端面よりも、上記モータ（２３）側に有り、
   上記バイパス経路（３５）を、上記モータ（２３）のステータ（２８）に対向する上記冷媒吸入通路（４５）の箇所である合流点で、上記冷媒吸入通路（４５）に合流させて、上記バイパス経路（３５）から上記合流点で合流した液冷媒にモータ（２３）から熱を与えるようにし、
   上記合流点と上記シリンダ（３１）との間の上記冷媒吸入通路（４５）の部分である、上記合流点よりも下流側の上記冷媒吸入通路（４５）の部分であって、上記シリンダ（３１）の吸入口に対向する箇所に、上記モータ（２３）のロータ（２７）の冷却フィン（４６）を突出したことを特徴とするスクリュー圧縮機。
2. 請求項１に記載のスクリュー圧縮機において、上記バイパス経路（３５）は、上記モータ室（２４）内の冷媒吸入通路（４５）に、上記モータ（２３）のステータ（２８）のコイル（２８ａ）に対向するようにして合流していることを特徴とするスクリュー圧縮機。

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